Обично се батерије и акумулатори користе за складиштење енергије, који дају енергију електронским уређајима.
За разлику од батерија, они се могу брзо акумулиративелику количину енергије и исто тако брзо је испразните. Ако, на пример, воз успори приликом уласка у станицу, суперкондензатори складиште енергију и пружају је поново када возу брзо треба пуно енергије да крене.
Међутим, данас је један од проблемасуперкондензатори је њихов недостатак густине енергије. Док литијумске батерије постижу густину енергије до 265 кВх по килограму, суперкондензатори до сада испоручују само десетину тог нивоа.
Тим научника који ради са професоромнеорганске и органометалне хемије на Техничком универзитету у Минхену (ТУМ) развила је нови, снажни и одрживи хибридни графенски материјал за суперкондензаторе. Служи као позитивна електрода у уређају за складиштење енергије. Истраживачи га комбинују са доказаном електродом негативном на титан и угљеник.
Нови уређај за складиштење енергије не самообезбеђује густину енергије до 73 кВх / кг, што је приближно еквивалентно густини енергије никл-метал хидридне батерије. То је речено, нови уређај ради много боље од већине осталих суперкондензатора при густини снаге 16 кВх / кг. Тајна новог суперкондензатора лежи у комбинацији различитих материјала, због чега хемичари суперкондензатор називају „асиметричним“.
Да би створили нови уређај, истраживачи су се поуздали у нову стратегију за превазилажење ограничења перформанси стандардних материјала и употребу хибридних материјала.
Апстрактна идеја комбиновања основних материјалаје премештен у суперкондензаторе. Користили су нову позитивну електроду за складиштење са хемијски модификованим графеном као основу и комбиновали је са наноструктурним органометалним оквиром, такозваним МОФ.
Одлучујуће за карактеристике хибрида графена су, с једне стране, велика специфична површина и контролисане величине пора, а са друге стране висока електрична проводљивост.&нбсп;
За добре суперкондензаторе, великеповршине. Ово омогућава да се одговарајући велики број носилаца наелектрисања прикупи у материјалу — ово је основни принцип складиштења електричне енергије. Захваљујући паметном дизајну материјала, истраживачи су успели да вежу графенску киселину на МОФ. Добијени хибридни МОФ-ови имају веома велику унутрашњу површину до 900 квадратних метара по граму и веома су ефикасни као позитивне електроде у суперкондензатору.
Стабилна веза измеђунаноструктурисане компоненте имају огромне предности у погледу дугорочне стабилности: што је веза стабилнија, то је могуће више циклуса пуњења и пражњења без значајних погоршања перформанси.
За поређење: класична литијумска батерија има радни век од око 5000 циклуса. Нова ћелија, коју су развили истраживачи ТУМ-а, задржава скоро 90% капацитета чак и након 10.000 циклуса.
Опширније
Погледајте како се месец појавио. Древна планета срушила се на Земљу
Археолози су пронашли древни погреб на Криму. Постојала је „карта“ за загробни живот
Побачај и наука: шта ће бити са децом која ће се родити